Search academic texts

Registration Number

0825U002775, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 105, Прикладна фізика та наноматеріали

Date

popup.evolution

o

Title

ELASTIC PROPERTIES OF ANISOTROPIC AND HETEROGENEOUS METALLIC POLYCRYSTALS WITH CUBIC LATTICE DETERMINED BY ULTRASONIC TEXTURE ANALYSIS

Author

HALKINA Anastasiia A.,

popup.head Oleh I. Zaporozhets
popup.opponent Anatolii I. Ustinov
popup.opponent Oleksandr V. Vdovychenko
popup.review Yurii M. Koval
popup.review Oleksandr V. Filatov

Description

Робота присвячена дослідженню текстури, пружних та деяких механічних властивостей анізотропних і неоднорідних металевих полікристалів за допомогою методу ультразвукового текстурного аналізу (УЗТА), зокрема, після високоенергетичних спрямованих видів термомеханічної обробки, таких як ультразвукова ударна обробка (УЗУО). Відомо, що наявність текстури у матеріалі найчастіше спричиняє анізотропію пружних параметрів, які безпосередньо чи опосередковано пов’язані з іншими фізико-механічними властивостями. Комплексна оцінка текстури та пружного стану матеріалів є критично важливою для забезпечення надійності роботи конструкцій та запобігання аварійним ситуаціям. Однак таких комплексних досліджень наразі є обмежена кількість, що обумовлено, ймовірно, технологічною складністю та тривалістю їх проведення. Метод УЗТА є неруйнівним, експресним, дає можливість досліджувати об’єм матеріалу, різні ділянки зразків складної форми в різних геометричних напрямках, в тому числі недоступних для проведення УЗ вимірювань, крім того, дозволяє отримати комплексну інформацію про текстурний та пружний стан матеріалу без залучення додаткових методів дослідження за допустимих для технічних задач похибок. З огляду на це, метод УЗТА є перспективним для проведення комплексних досліджень текстурних та пов’язаних із ними пружних властивостей анізотропних просторово неоднорідних матеріалів, що підтверджується отриманими в роботі результатами. В даній роботі досліджено: 1) зразки модельного сплаву латуні Cu-37Zn у формі прямокутного паралелепіпеда (“масивні” зразки) та пластини з того ж сплаву, піддані одноразовій ударній обробці (УО) з наступною УЗУО при кімнатній та кріогенній температурах (air-UIT та сrуо-UIT відповідно); 2) масивні зразки та пластини високоентропійних сплавів медичного призначення 51Ti31Zr18Nb, 51Ti31Zr10Nb8Ta, 51Zr31Ti18Nb та 51Zr31Ti10Nb8Ta в литому стані та після УЗУО; 3) дріт малого діаметру (d~1 мм) із суперсплаву Inconel 718, підданого комплексним впливам наводнювання та УЗУО; • УО масивних зразків Cu-37Zn призводить до кристалографічного переходу мідь-латунь, суттєвого загострення інтенсивності дифракційних ліній [111] в напрямку деформації вже при ε = 11,02%. При ε = 18,8% вказані ефекти посилюються. Крім того, УО збільшує модуль Е в напрямку деформації та поперечному, що узгоджується з текстурними змінами, оскільки кристалографічний напрямок [111] відповідає максимуму модуля Е. Результат є типовим для швидкісної спрямованої деформації стиску. • Після наступної УЗУО при кімнатній температурі (далі – кімн-УЗУО) у використаному режимі виявлено зворотній текстурний перехід латунь-мідь, пов’язаний із впливом знакозмінної складової УЗУО, що зриває з точок закріплення текстурні елементи, сформовані після УО. УЗУО при кріогенній температурі (далі – кріо-УЗУО) масивних зразків в аналогічному режимі не змінює типу текстури, а впливає лише на значення та анізотропію пружних параметрів. Це пов’язано з пригніченням руху дефектів, їх накопиченням, ускладненням дислокаційного ковзання та домінування двійникування як основного механізму деформації, що і сприяє збереженню у зразках текстури типу латуні. • Кімн-УЗУО ізотропних пластин сплаву Cu-37Zn призводить до формування текстури типу латуні вже після 20с обробки, в той час як після кріо-УЗУО навіть при 60с обробки зберігається типова текстура міді. Спостережуване двійникування та зсувні смуги у зразку після кріо-УЗУО сприяють формуванню текстури латунного типу, тоді як релаксація напружень, незвичайна дислокаційна активність, стимульована ультразвуковими коливаннями, та утворення дислокаційних комірок у зразку після кімн-УЗУО призводять до формування текстури мідного типу. Результати, отримані на масивних зразках та на пластинах Cu-37Zn, повністю узгоджуються між собою. • отримано дані довідкового характеру про пружні параметри, їх просторову неоднорідність та анізотропію, твердість за Віккерсом та характеристику пластичності за концепцією Ю.В.Мільмана зразків із сплавів 51Ti31Zr18Nb, 51Ti31Zr10Nb8Ta, 51Zr31Ti18Nb та 51Zr31Ti10Nb8Ta в литому стані та після УЗУО. • Вперше використано метод УЗТА для експериментальних досліджень пружних, текстурних та головних механічних властивостей дроту малого діаметру (d~1 мм) із суперсплаву Inconel 718, підданого комплексним впливам наводнювання та УЗУО.

popup.nrat_date

2025-07-08